壓力與壓強
上周末的課前,學(xué)生江瑞早早就來了,那時我在往墻上釘釘子,他就在一邊看。
“哐當(dāng)!”我又一錘子下去,釘子依然沒進去,反而被砸彎了。
“我去,彎了!老師你還是換一根粗一點的釘子吧?!苯痼@呼道。
我說:“不,粗的釘子更釘不進,得換一根細一些的?!?/p>
我便找了一根只有之前一半粗細的釘子,“哐哐哐!”砸了三下,順利釘入墻面。
江瑞很是詫異。為什么更細的釘子反而更容易釘進墻面呢?
在物理學(xué)中,單位面積上的壓力,叫做壓強。當(dāng)我用粗細兩種不同的釘子釘墻的時候,雖然用的力相同,于是墻面所受的壓力相同,但是墻面所受的壓強卻不一樣。
用細釘子的時候,我所用的力都集中在那極細的釘尖上,而用粗釘子的時候,由于它與墻面接觸的面積比細釘更大,所以我施加的力被分散得更多。
因此,墻面受到細釘所加的壓強,自然就比粗釘大得多,所以細釘反而能輕松釘進墻面。
事實上,由于釘尖非常非常細,以至于我把它釘進墻面的那一瞬間,墻面所承受的壓強甚至比十輛汽車對地面的壓強還要大。
我初中時的班主任孫立群老師曾在課堂上給我們講過一則《好快刀》的故事:
明朝末年,濟南府所屬地域多有強盜。每縣各自備置兵丁,捕到強盜就殺掉。章丘縣有一個兵的佩刀非常鋒利。有一天,捕得十多名強盜,押赴刑場。里邊一個強盜認識那個兵,便對他說:“聽說你的刀最快,砍腦袋沒有砍兩次的,求你殺我!”兵說:“行,你靠近我,不要遠離?!睆姳I跟到行刑的地方,兵拔出刀來對他一揮動,毫無阻礙的頭就落地了。幾步之外,頭顱仍在轉(zhuǎn)圈兒并大聲贊嘆說:“好快刀!”
銳利的刀子更容易切割東西,也是由于力量集中在比較小的面積上的緣故。
當(dāng)然,在生活中的一些地方,我們不希望壓強太大,這就要求我們反其道而行之,增大壓力與受力物體的接觸面積。比如:火車的鐵軌下要墊上枕木,坦克要裝履帶,滑雪要穿雪橇等等。